zwielokrotnianie optyczne

ZWIELOKROTNIANIE OPTYCZNE W ZWIELOKROTNIANIE OPTYCZNE W

SYSTEMACH ŚWIATŁOWODOWYCHSYSTEMACH ŚWIATŁOWODOWYCH

Zwielokrotnienie --jest to technika transmisji pewnej ilości sygnałów w

jednym torze transmisyjnym.

Zwielokrotnienie można podzielić ze względu na to, w jakiej dziedzinie występuje zwielokrotnianie sygnału:

•Zwielokrotnienia długości fali (WDM)(Wavelength Division Multiplexing)

• Zwielokrotnienia częsotliwości (FDM,SCM)(Frequency Division Multiplexing)

• Zwielokrotnienie czasowe (TDM, TCM)

(Time Division Multiplexing)  

 Zwielokrotnienie kodowe (CDM)(CodeDivision Multiplexing)

WDM (Wavelenght Division Multiplexing)

czylizwielokrotnienie długości fali

Transmisja wielu fal o różnych długościach w jednym włóknie

światłowodu, w celu zwiększenia ilości przesyłanej informacji.

Istota działania systemu

Elementy składowe systemu WDM

WDM: od 1 nm (130 GHz)do 100 nm (13 THz) .Odstęp miedzykanałowy 200GHz (1,6nm); 8 kanałów

S e l e k t y w n y s y s t e m W D M

MUX DMUX

Systemy wykorzystujące ten rodzaj zwielokrotnienia możemy podzielić:

•Wąskopasmowe (selektywne)

• szerokopasmowe WDM

MOC SYGNAŁU

W systemie selektywnym-prawie bez strat

W systemie szerokopasmowym –moc odwrotnie proporcjonalna do liczby kanałów N.

Sprzęgacz optyczny WDM

Monolityczne demultipleksery WDM wykonane na podłożu krzemowym

Wczesne systemy oparte na WDM wykorzystywały diody LED emitujące światło o długości fali 850nm oraz lasery operujące na 1350nm. Obecnie stosuje się lasery najczęściej pracujące w II i III oknie transmisyjnym (1300nm i 1550nm).

Rozwój systemów opartych na technologii WDM przedstawia poniższy wykres:

Dalsze kroki w stronę zwiększenia możliwości

transmisyjnych - DWDM(Dense WDM>ultra-dense WDM)

Cel 1000 kanałów

Zmniejszenie odstępów międzyfalowy od 0,1 do 1nm

Hybrydowy laser krzemowy-ostatni znaczący krok w procesie zwielokrotnienia sygnału w jednym włóknie

światłowodowym.

Problemy systemu WDM

• Przesłuch międzykanałowyPrzesłuch międzykanałowy

• Zjawiska nielinioweZjawiska nieliniowe

• Ograniczone pasmo optyczneOgraniczone pasmo optyczne

• Dyspersja chromatyczna Dyspersja chromatyczna

• Dyspersja polaryzacyjnaDyspersja polaryzacyjna

FDM (Frequency Division Multiplexing)

czyli zwielokrotnienie częstotliwości fali

Dokładniejsze przedstawienie podziału częstotliwości

Elementy składowe FDM

•Moduły laserowe nadawcze

•Układy stabilizujące częstotliwość

•Sprzęgacze optyczne gwiazdowe

•Krotnice

•Filtry optyczne

•Wzmacniacze optyczne

Problemy systemu FDM

•Stabilność źródła promieniowania(zastosowanie rezonatorów Fabry-Perota jako sygnału sprzężenia zwrotnego)

•Szum wzmacniaczy półprzewodnikowych w zakresie dużych częstotliwości

•Degradacja sygnałów optycznych w przypadku przepustowości powyżej 10-30 Gb/s wskutek dyspersji chromatycznej włókna światłowodowego.

SCM(Subcarrier Multiplexing)

czyli zwielokrotnienie podnośnej

Rozwinięciem metody zwielokrotnienia FDM jest metoda SCM.Nie wymaga ona stosowania układów

stabilizujących (wąskie pasmo nadawcze – małe odstępy międzykanałowe). System SCM

wykorzystuje jedną optyczną częstotliwość nośną – zwielokrotnianie polega na modulowaniu sygnałem

użytecznym częstotliwości podnośnych. Wyróżniamy dwa systemy SCM :o detekcji bezpośredniej,

oraz system koherentny

Schemat blokowy konwencjonalnego systemu SCM.

VCO-lokalne oscylatory podnośnej sterowane napięciowo.

Zalety systemu

•Technologia mikrofalowa zapewnia szerokie pasmo,które może być przesłane światłowodem.

•Możliwość transmisji sygnałów cyfrowych i analogowych.

•Brak konieczności bezwzględnej stabilizacji częstotliwości.